RU2823847C1

RU2823847C1 - Sprinkler head

Info

Publication number: RU2823847C1
Application number: RU2023131078A
Authority: RU
Inventors: Артем Олегович Маркеев; Михаил Иванович Голубенко
Original assignee: Артем Олегович Маркеев; Михаил Иванович Голубенко
Filing date: 2023-11-24
Publication date: 2024-07-30

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: invention relates to agriculture and can be used in sprinklers of sprinkling machines. Sprinkler head includes a housing with a through hole, an insert-nozzle having a part in the form of a truncated cone with a larger diameter at the inlet and a smaller diameter at the outlet, changing into the cylindrical part of the nozzle, a splitter and a bracket, wherein the housing of the sprinkler is equipped with a movable insert-nozzle with a longitudinal cylindrical channel, the inlet part of which is made with an internal thread, in which a replaceable Laval nozzle is screwed, forming an annular gap with the walls of the insert-nozzle, interconnected with the inlet air-conducting radial through holes, at least three, which are combined with through radial holes in the walls of the housing, respectively, and are installed so that the air flow is introduced into the spray cone of the cylindrical part of the movable insert-nozzle, which is directed towards the splitter in the form of a reactive impeller for supply of a directed gas-liquid jet of water. Reactive impeller is made with stainless metal bushing from brass or bronze, which is located in the centre of reactive impeller with guide rod installed in it coaxially. Reactive impeller is made from galvanized steel and from a bunch of bent plates attached as a whole with a metal bushing, overlapping each other and made with an inclined-convex surface in the horizontal and vertical planes, U-shaped bracket consists of a vertical side plank and a horizontal flat plank in the upper part, and the latter is made in the form of a flat plate with a longitudinal slot and with a guide rod installed in it with upper end with the possibility of movement along the U-shaped bracket upper lock nut thread, and from below the guide rod is fixed by limiting nuts and lock nuts, respectively. On the threaded part of the guide rod, the bushing is equipped from above and from below with a fluoroplastic gasket. Bundle of bent plates of impeller from galvanized steel during rotation and introduction of their ends into jet of sprinkler head provides permissible reduction of value of their radius of action by a value equal to 0.3–0.5 of diameter of cylindrical part of insert-nozzle, which is made with length of at least four diameters of the jet (d), and the radial holes are equal to 0.2d at distance of 0.5d from the end of the expanding Laval nozzle with the outgoing flow jet to the edge of the outlet hole of the insert-nozzle.

EFFECT: simplifying the modular design of the sprinkler head, increasing reliability and durability, obtaining fine rain for uniform watering.

5 cl, 4 dwg

Description

Заявленное изобретение связано между собой вариантами выполнения, настолько, что образует единый творческий замысел технического решения насадка.The claimed invention is interconnected by its implementation variants, so much so that it forms a single creative concept of the technical solution of the nozzle.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в дождевальных аппаратах дождевальных машин.The invention relates to agriculture and can be used in sprinkler units of sprinkler machines.

Известен насадок дождевального аппарата, содержащий корпус, ствол с основным и двумя дополнительными соплами, снабженный механизмом переключения подачи воды от основного сопла к дополнительным, при этом механизм переключения выполнен в виде двуплечего рычага, один конец которого снабжен двумя клапанами, установленными соосно-дополнительным соплам, а другой - вилкой, сопряженный с рычагом, взаимодействующим с подпружиненными упорами, установленными на корпусе дождевального аппарата (Патент RU №2184443, A01G 25/00, В05 1/14 от 10.07.2002).A sprinkler nozzle is known, comprising a body, a barrel with a main and two additional nozzles, equipped with a mechanism for switching the water supply from the main nozzle to the additional ones, wherein the switching mechanism is made in the form of a two-arm lever, one end of which is equipped with two valves installed coaxially with the additional nozzles, and the other - with a fork, coupled with a lever interacting with spring-loaded stops installed on the body of the sprinkler (Patent RU No. 2184443, A01G 25/00, B05 1/14 dated 10.07.2002).

Недостатком дождевального аппарата является сложность конструкции, недостаточная надежность технологического процесса из-за неустойчивой работы клапанов и рычажной системы, кроме того, отсутствие регулирующей реактивной крыльчатки по величине внедрения ее концов лепестком в виде пластин дождевального аппарата исходя из допустимого уменьшения ее радиуса действия, равного 0,60 м.The disadvantage of the sprinkler is the complexity of the design, insufficient reliability of the technological process due to the unstable operation of the valves and the lever system, in addition, the absence of a regulating reactive impeller according to the size of the penetration of its ends by a petal in the form of plates of the sprinkler based on the permissible reduction in its radius of action, equal to 0.60 m.

Известен распылитель жидкости, содержащий пластмассовый корпус со сквозным отверстием, отлитый путем прессования за одно целое со стальными - кольцом (круглой или шестигранной формы снаружи и фасками - внутри) и жестко соединенной с ней планкой, в которую после литья ввинчивается рассекатель струй воды, сквозное отверстие корпуса имеет форму усеченного конуса с большим диаметром на входе воды и меньший, переходящим в цилиндр, длиной равной 1-3 его диаметра, на выходе (Патент RU №2000121330, A01G 25/02 от 1004.2001).A liquid sprayer is known, comprising a plastic housing with a through hole, cast by pressing in one piece with a steel ring (round or hexagonal on the outside and chamfered on the inside) and a bar rigidly connected to it, into which a water jet diffuser is screwed after casting, the through hole of the housing has the shape of a truncated cone with a larger diameter at the water inlet and a smaller one, turning into a cylinder, with a length equal to 1-3 of its diameter, at the outlet (Patent RU No. 2000121330, A01G 25/02 from 1004.2001).

Недостатком распылителя является сложность изготовления и отсутствие данных регулирующей реактивной крыльчатки по величине внедрения ее концов лепестков, в струю распылителя жидкости исходя из допустимого ее радиуса действия с уменьшенным расстоянием.The disadvantage of the sprayer is the complexity of manufacturing and the lack of data on the regulating jet impeller on the size of the penetration of its petal ends into the liquid spray jet based on its permissible radius of action with a reduced distance.

Известен распылитель жидкости турбинного типа, содержащий полый цилиндрический корпус с направляющим стержнем, жестко закрепленным к корпусной перегородке, конусный дефлектор с лопастями, выполненными в виде треугольника, у которого две стороны являются выпуклыми, а одна вогнутой с основанием треугольника, расположенным на периферии конусного дефлектора, регулировочную гайку, причем конусный дефлектор выполнен с возможностью перемещения по направляющему стержню в зависимости от выбранного расхода воды, а между направляющим стержнем и конусным дефлектором оставлена кольцевая полость для подвода воды к плоскости вращения (Патент RU №2262991, В05В 3/04 от 27.10.2005).A turbine-type liquid sprayer is known, comprising a hollow cylindrical body with a guide rod rigidly fixed to the body partition, a conical deflector with blades made in the form of a triangle, two sides of which are convex and one is concave with the base of the triangle located on the periphery of the conical deflector, an adjusting nut, wherein the conical deflector is made with the possibility of moving along the guide rod depending on the selected water flow rate, and between the guide rod and the conical deflector an annular cavity is left for supplying water to the plane of rotation (Patent RU No. 2262991, B05B 3/04 dated 10/27/2005).

Недостатком данного распылителя является большая сила трения между регулировочной гайкой и направляющей втулкой конусного дефлектора по его конструктивным размерам, а также возможность забивания проходного сечения растительными включениями из-за наличия корпусной перегородки, кроме того, отсутствие данных регулирующей реактивной крыльчатки (турбинки) по величине внедрения ее концов лепестков, в струю распылителя жидкости исходя из допустимого его радиуса действия, равного 0,60 м.The disadvantage of this sprayer is the high friction force between the adjusting nut and the guide sleeve of the conical deflector due to its design dimensions, as well as the possibility of clogging the flow section with plant inclusions due to the presence of a housing partition, in addition, the lack of data on the regulating jet impeller (turbine) on the size of the penetration of its petal ends into the liquid spray jet based on its permissible radius of action, equal to 0.60 m.

Известен дождевальный аппарат, включающий в себя поворотный ствол, снабженный соплом, ось которого не пересекается с осью вращения поворотного ствола, и тормозное приспособление, при этом тормозное приспособление выполнено в виде жестко закрепленных на поворотном стволе двух лопаток, которые согласно известным условиям с кратчайшими от торца сопла расстояния от оси соответственно до ближайшего к ним торца первой от сопла лопатки, до места пересечения этой лопатки со второй лопаткой, до ближайшего к оси сопла торца второй лопатки, при этом лопатки и ось вращения поворотного ствола расположены по одну сторону от вертикальной плоскости, проходящей через ось сопла дождевального аппарата (Патент RU №2064761, A01G 25/02, В05В 3/06 от 10.08.1996).A sprinkler is known that includes a rotating shaft equipped with a nozzle, the axis of which does not intersect with the axis of rotation of the rotating shaft, and a braking device, wherein the braking device is made in the form of two blades rigidly fixed to the rotating shaft, which, according to known conditions, have the shortest distances from the nozzle end from the axis, respectively, to the end of the first blade from the nozzle closest to them, to the intersection of this blade with the second blade, to the end of the second blade closest to the nozzle axis, wherein the blades and the axis of rotation of the rotating shaft are located on the same side of the vertical plane passing through the axis of the sprinkler nozzle (Patent RU No. 2064761, A01G 25/02, B05B 3/06 dated 10.08.1996).

Недостатком известного аппарата является каждый раз при остановки ствола приводит, затем поступление струи для большой дальности полета, хотя и при эксплуатации исключается узлы и детали механизмов вращения поворотного ствола, турбинки и т.д. Однако при этом отсутствие данных в размерах по величине внедрения самих лепестков и их отсутствия жесткого крепления к втулке с вращением реактивной крыльчатки и пучка изогнутых пластин, перекрывающих друг друга в сторону отверстия усеченного конуса и отсутствия повышения равномерности полива с коэффициентом К_р≥0,75 дождевальным аппаратом с обоснованием допустимого значения уменьшения его радиуса действия.The disadvantage of the known device is that each time the trunk stops, it leads to the flow of a jet for a long flight range, although during operation, the units and parts of the rotation mechanisms of the rotary trunk, turbine, etc. are excluded. However, there is no data on the dimensions of the size of the introduction of the petals themselves and their lack of rigid attachment to the sleeve with the rotation of the jet impeller and a bundle of curved plates overlapping each other towards the opening of the truncated cone and the lack of an increase in the uniformity of irrigation with a coefficient of K _p ≥ 0.75 by a sprinkling device with justification for the permissible value of reducing its radius of action.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту принятый заявителем за прототип является насадка дождевального аппарата, включающая корпус со сквозным отверстием, имеющий на одном конце резьбу для соединения со стволом дождевального аппарата, и планку с винтом - рассекателем, жестко соединенную с гранью другого конца корпуса, при этом снабжена соплом, выполненным в виде кольца, при этом сопло с внешней стороны повторяет форму отверстия корпуса, выполненного из материала, отличного от материала из которого изготовлены корпус и планка с винтом-рассекателем, а его отверстие имеет форму усеченного конуса с большим диаметром на входе и меньшим переходящим в цилиндр, длиной равной 1-3 его диаметра (Патент RU №2066952, A01G 25/02, В05В 1/12, 1/26 от 27.09.1996).The closest in technical essence and achieved positive effect, adopted by the applicant as a prototype, is a sprinkler nozzle, including a body with a through hole, having a thread at one end for connection to the barrel of the sprinkler, and a bar with a screw-splitter, rigidly connected to the edge of the other end of the body, while equipped with a nozzle made in the form of a ring, while the nozzle on the outside repeats the shape of the hole in the body, made of a material different from the material from which the body and the bar with the screw-splitter are made, and its hole has the shape of a truncated cone with a larger diameter at the inlet and a smaller one turning into a cylinder, the length of which is equal to 1-3 of its diameter (Patent RU No. 2066952, A01G 25/02, B05B 1/12, 1/26 dated 09/27/1996).

Недостатком известного аппарата является отсутствие данных в размерах по величине внедрения и перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях винта-рассекателя в планке, отсутствие самих и отсутствия крепления к втулке с вращением реактивной крыльчатки (турбинки) с изогнутыми пластинами крепления, перекрывающих друг друга в сторону отверстия усеченного конуса из допустимой величины их внедрения, в струю дождевального аппарата исходя из допустимого значения уменьшения его радиуса действия равного 0,60 м.The disadvantage of the known device is the lack of data in the dimensions of the penetration and movement in the vertical and horizontal planes of the screw-splitter in the bar, the absence of themselves and the absence of fastening to the sleeve with rotation of the jet impeller (turbine) with curved fastening plates, overlapping each other in the direction of the opening of the truncated cone from the permissible value of their penetration, into the stream of the sprinkler device based on the permissible value of reducing its radius of action equal to 0.60 m.

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к получению мелкодисперсного, равномерного дождя (коэффициент равномерности полива по агротребованию К_р≥0,75) с обоснованием допустимого значения уменьшения его радиуса действия, когда перед конусным соплом на высоте находится вращающаяся крыльчатка с пучком лепестков, выполненных из изогнутых пластин, которые отсекают (каждый из них) часть воды при вращении на вертикальном направляющим стержне при фиксации и регулирующим как по высоте, так и по длине в горизонтальной прорези в планке, выполненной в виде плоской пластины, при этом также задача - создание мелкодисперсного насадка, обеспечивающего мелкодисперсное распыление оросительной водно-воздушной смеси, жидких химикатов, растворов удобрений и предотвращающего разрушение структуры почвы.The technical result that can be achieved with the help of the proposed invention is reduced to obtaining a finely dispersed, uniform rain (irrigation uniformity coefficient according to agricultural requirement K _p ≥ 0.75) with justification of the permissible value of reducing its radius of action, when in front of the conical nozzle at a height there is a rotating impeller with a bunch of petals made of curved plates that cut off (each of them) part of the water during rotation on a vertical guide rod during fixation and regulating both in height and in length in a horizontal slot in a bar made in the form of a flat plate, while also the task is to create a finely dispersed nozzle that ensures finely dispersed spraying of an irrigation water-air mixture, liquid chemicals, fertilizer solutions and prevents the destruction of the soil structure.

Технический результат достигается тем, что в насадке дождевального аппарата, включающей корпус со сквозным отверстием, вставку-сопло, имеющую часть в форме усеченного конуса с большим диаметром на входе и меньшим диаметром на выходе, переходящим в цилиндрическую часть сопла, рассекатель и кронштейн, согласно изобретению, корпус дождевального аппарата снабжен подвижной вставкой-соплом с продольным цилиндрическим каналом, входная часть которого выполнена с внутренней резьбой, в которую ввинчено сменное сопло Лаваля, образующее со стенками вставки-сопла кольцевой зазор, сообщенный с впускными воздухопроводящими радиальными сквозными отверстиями, не мене трех, которые совмещены со сквозными радиальными отверстиями в стенках корпуса, соответственно, и установлены таким образом, что воздушный поток внедряется в факел распыла цилиндрической части подвижной вставки-сопла, направленный в сторону рассекателя в виде реактивной крыльчатки для подачи направленной газожидкостной струи воды, при этом реактивная крыльчатка выполнена с нержавеющей металлической втулкой из латуни или бронзы, расположенной в центре реактивной крыльчатки с соосно установленным в ней направляющим стержнем, причем реактивная крыльчатка выполнена из оцинкованной стали и из пучка изогнутых пластин, скрепленных как одно целое с металлической втулкой, перекрывающих друг друга и выполненных с наклонно-выпуклой поверхностью в горизонтальной и вертикальной плоскости, П-образный кронштейн состоит из вертикальной боковой планки, и горизонтальной плоской планки в верхней части, а последняя выполнена в виде плоской пластины с продольной прорезью и с установленным в ней верхним концом направляющим стержнем с возможностью перемещения по резьбе верхней контргайки П-образного кронштейна, а снизу направляющий стержень зафиксирован ограничительными гайками и контргайками, соответственно, причем на резьбовой части направляющего стержня втулка снабжена сверху и снизу фторопластовой прокладкой, при этом пучок изогнутых пластин крыльчатки из оцинкованной стали при вращении и внедрении своих концов в струю дождевального насадка обеспечивают допустимое уменьшение значения их радиуса действия на величину, равную 0,3-0,5 диаметра цилиндрической части вставки-сопла, которая выполнена протяженностью не менее четырех диаметров струи (d), а радиальные отверстия равны 0,2d на расстоянии 0,5d от конца расширяющегося сопла Лаваля с выходящей струей потока до кромки выходного отверстии вставки-сопла. The technical result is achieved in that in the sprinkler nozzle, including a housing with a through hole, a nozzle insert having a part in the form of a truncated cone with a larger diameter at the inlet and a smaller diameter at the outlet, passing into the cylindrical part of the nozzle, a diffuser and a bracket, according to the invention, the housing of the sprinkler is provided with a movable nozzle insert with a longitudinal cylindrical channel, the inlet part of which is made with an internal thread, into which a replaceable Laval nozzle is screwed, forming an annular gap with the walls of the nozzle insert, communicated with the inlet air-conducting radial through holes, not less than three, which are combined with the through radial holes in the walls of the housing, respectively, and are installed in such a way that the air flow is introduced into the spray torch of the cylindrical part of the movable nozzle insert, directed towards the diffuser in the form of a jet impeller for supplying a directed gas-liquid jets of water, wherein the jet impeller is made with a stainless metal sleeve made of brass or bronze, located in the center of the jet impeller with a guide rod coaxially installed in it, wherein the jet impeller is made of galvanized steel and from a bundle of curved plates, fastened as a single piece with the metal sleeve, overlapping each other and made with an inclined-convex surface in the horizontal and vertical plane, the U-shaped bracket consists of a vertical side bar and a horizontal flat bar in the upper part, and the latter is made in the form of a flat plate with a longitudinal slot and with the upper end of the guide rod installed in it with the possibility of moving along the thread of the upper lock nut of the U-shaped bracket, and from below the guide rod is fixed with limit nuts and lock nuts, respectively, and on the threaded part of the guide rod the sleeve is provided with a fluoroplastic gasket at the top and bottom, wherein the bundle of curved the impeller plates made of galvanized steel, when rotating and introducing their ends into the stream of the sprinkler nozzle, provide an acceptable reduction in the value of their radius of action by an amount equal to 0.3-0.5 of the diameter of the cylindrical part of the insert-nozzle, which is made with a length of at least four diameters of the stream (d), and the radial openings are equal to 0.2d at a distance of 0.5d from the end of the expanding Laval nozzle with the outgoing stream of flow to the edge of the outlet opening of the insert-nozzle.

Кроме того, направляющий стержень выполнен с возможностью перемещения вертикально и горизонтально вдоль продольной прорези, выполненной в средней части плоской пластины для изменения положения и крепления в ней направляющего стержня, и внедрение в струю дождевального насадка в виде концов пучка изогнутых пластин из оцинкованной стали на уменьшения их радиуса действия.In addition, the guide rod is designed with the possibility of moving vertically and horizontally along a longitudinal slot made in the middle part of the flat plate to change the position and fasten the guide rod in it, and to introduce into the stream of the sprinkler nozzle in the form of ends of a bundle of curved plates made of galvanized steel to reduce their radius of action.

Кроме того, П-образный кронштейн выполнен из углеродистой стали.In addition, the U-shaped bracket is made of carbon steel.

Кроме того, кольцо сопла выполняют из латуни, или меди, или полиэтилена высокой прочности.In addition, the nozzle ring is made of brass, copper, or high-strength polyethylene.

Кроме того, по варианту выполнения, радиальные отверстия корпуса могут быть выполнены с внутренней резьбой для соединения ввинчиванием в них цельных резьбовых винтов, наружный конец которых снабжен жесткой гайкой под ключ, чтобы закрыть поступление атмосферного воздуха в полость цилиндрической вставки-сопла.In addition, according to the embodiment, the radial openings of the housing can be made with internal threads for connection by screwing solid threaded screws into them, the outer end of which is equipped with a rigid nut for a key to close the flow of atmospheric air into the cavity of the cylindrical insert-nozzle.

Новизна заявляемого технического решения обусловлена тем, что совершенствование конструкции насадка дождевального аппарата обеспечивает повышение равномерности полива с обеспечением допустимого значения уменьшения его радиуса действия, где реактивная крыльчатка расположена в горизонтальном положении и закрепленной на направляющем стержне с помощью вращающейся втулки с закрепленными из оцинкованной стали пучков лепестков, что защищает лепестки от внешних воздействий и механических повреждений. При этом это обеспечивает антикоррозионную защиту, и лепестки оцинкованы методом горячего цинкования, что придает им долговечность и высокую надежность. Кроме того, реактивная крыльчатка состоит внутри из нержавеющей металлической втулки из латуни или бронзы, причем боковая часть реактивной крыльчатки выполнена из нержавеющего пучка изогнутых пластин и связанных жестко с втулкой вращения вокруг направляющего стержня, при этом крыльчатка сверху и снизу ограничены регулирующими гайками и контрогайками на резьбовой части направляющего стержня сверху и снизу, а также фторопластовыми прокладками. При этом допустимое отсекание части воды струи со стороны отверстия корпуса сопла, на величину, равную 0,3-0,5 диаметра цилиндрической части сопла, чем обеспечивается формирование мелкодисперсного дождя со средним размером капель от 0,8 до 1,2 мм. При этом капли такого искусственного дождя имеют низкую кинетическую энергию и не оказывают декструктивного воздействия на почву и растения. Кроме того, крыльчатка с помощью направляющего стержня закреплена в продольном пазу плоской пластины сверху и, боковая планка и верхняя пластина образуют форму П-образный кронштейн.The novelty of the claimed technical solution is due to the fact that the improvement of the design of the sprinkler nozzle ensures an increase in the uniformity of irrigation with the provision of an acceptable value for reducing its radius of action, where the reactive impeller is located in a horizontal position and fixed on the guide rod using a rotating bushing with galvanized steel petal bundles fixed, which protects the petals from external influences and mechanical damage. At the same time, this provides anti-corrosion protection, and the petals are galvanized using the hot-dip galvanizing method, which gives them durability and high reliability. In addition, the jet impeller consists inside of a stainless metal sleeve made of brass or bronze, and the side part of the jet impeller is made of a stainless bundle of curved plates and rigidly connected to the sleeve of rotation around the guide rod, while the impeller is limited from above and below by adjusting nuts and lock nuts on the threaded part of the guide rod from above and below, as well as fluoroplastic gaskets. In this case, the permissible cutting off of a part of the water jet from the side of the nozzle body opening, by an amount equal to 0.3-0.5 of the diameter of the cylindrical part of the nozzle, which ensures the formation of finely dispersed rain with an average droplet size of 0.8 to 1.2 mm. In this case, drops of such artificial rain have low kinetic energy and do not have a destructive effect on the soil and plants. In addition, the impeller is fixed in the longitudinal groove of the flat plate from above by means of a guide rod, and the side bar and the top plate form a U-shaped bracket.

Наклонно-выпуклые пластины (лопасти) выполнены пучком (в количестве 9 штук), приваренных сбоку к втулке так, чтобы при ее горизонтальном вращении на закрепленном направляющем стержне, концы пластин отсекали часть воды струи (0,3-0,5 диаметра цилиндрического сопла), где струя распадается в воздухе на капли и обеспечивают изменению дисперсности распыления и допустимого значения уменьшения его радиуса действия на величину, равную 0,3-0,5 диаметра сопла. Происходит уменьшение сил трения вращающейся реактивной крыльчатки (турбинки) на регулирующем направляющем стержне, и позволяет он изменять устройство, как в горизонтальном, так и в вертикальной плоскостях в виде применения П-образного кронштейна, состоящего из двух элементов, что позволяет ее погружения в струю в сторону сопла, а также возможность использования загрязненной воды с различными растительными включениями, а значит, повышена надежность эксплуатации аппарата. Эти элементы могут быть изготовлены, как и П-образный кронштейн из углеродистой стали, а сопло и втулка выполнены из латуни, или меди, или полиэтилена высокой прочности.The inclined-convex plates (blades) are made in a bundle (in the amount of 9 pieces), welded to the side of the bushing so that during its horizontal rotation on the fixed guide rod, the ends of the plates cut off part of the water jet (0.3-0.5 of the diameter of the cylindrical nozzle), where the jet breaks up in the air into drops and provide a change in the dispersion of spraying and the permissible value of reducing its radius of action by an amount equal to 0.3-0.5 of the nozzle diameter. There is a decrease in the friction forces of the rotating jet impeller (turbine) on the regulating guide rod, and it allows changing the device, both in the horizontal and vertical planes in the form of using a U-shaped bracket consisting of two elements, which allows its immersion in the jet towards the nozzle, as well as the possibility of using contaminated water with various plant inclusions, which means that the reliability of the device is increased. These elements can be made, like the U-bracket, from carbon steel, and the nozzle and bushing can be made from brass, copper, or high-strength polyethylene.

Кроме того, с целью дифференциации дождевальных насадок по расходу воды, цилиндрическая часть вставки-сопла может быть выполнена сменным диаметром выходного отверстия от 4 мм до 14 мм.In addition, in order to differentiate sprinkler heads by water consumption, the cylindrical part of the insert-nozzle can be made with a changeable outlet diameter from 4 mm to 14 mm.

Практическая работоспособность предлагаемого насадка дождевального аппарата очевидна.The practical performance of the proposed sprinkler nozzle is obvious.

Качество искусственного дождя определяется его интенсивностью, размером капель, слоем осадка, равномерного распределения на орошаемой площади, на базе создания усовершенствованного насадка дождевального аппарата.The quality of artificial rain is determined by its intensity, droplet size, sediment layer, uniform distribution over the irrigated area, based on the creation of an improved sprinkler nozzle.

Предлагаемая насадка дождевального аппарата имеет простую модульную конструкцию, обладает высокой надежностью и долговечностью, а также обеспечивает эффективный полив сельскохозяйственных культур методом дождевания.The proposed sprinkler head has a simple modular design, is highly reliable and durable, and provides efficient irrigation of agricultural crops using the sprinkler method.

Выполнение устройства подобной конструкции не выявлено по изученной научно-технической информации, патентной документации, что позволяет судить об изобретательском уровне заявляемого технического решения.The implementation of a device of similar design has not been identified from the studied scientific and technical information and patent documentation, which allows us to judge the inventive level of the claimed technical solution.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is explained by drawings.

На фиг. 1 изображена насадка дождевального аппарата, общий вид;Fig. 1 shows a general view of a sprinkler nozzle;

на фиг. 2. - фрагмент крыльчатки, вид сверху;Fig. 2. - a fragment of the impeller, top view;

на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1, сечение вставки-сопла и корпуса с размещением воздушных отверстий, соответственно.Fig. 3 - section A-A in Fig. 1, section of the nozzle insert and the body with the placement of air holes, respectively.

на фиг. 4 - фрагмент верхней планки, выполненной в виде плоской пластины с продольной прорезью в средней части, вид сверху.Fig. 4 - a fragment of the top bar, made in the form of a flat plate with a longitudinal slot in the middle part, top view.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявляемого технического решения, заключаются в следующем.Information confirming the possibility of implementing the claimed technical solution is as follows.

Предлагаемая насадка дождевального аппарата включает: корпус 1, внутри которого 1 находится подвижная вставка-сопло 2 и сменное распыляющее сопло Лаваля 3. Подвижная вставка-сопло 2 имеет радиальные отверстия 4, совпадающими с радиальными отверстиями 5 корпуса 1. Непосредственно на корпусе 1 навинчена профилированная гайка 6, к которой крепится П-образный кронштейн, состоящий из вертикальной боковой планки 7 и горизонтальной плоской пластины 8. Средняя часть пластины 8 имеет продольную прорезь 9 (вырез). В продольной прорези 9 плоской пластины 8 закреплен направляющий стержень 10. Стержень 10 содержит рассекатель в виде реактивной крыльчатки 11, снабженной внутри из нержавеющей втулки 12 из латуни или бронзы, которая сверху ограничена регулирующей гайкой 13 с контрогайкой 14 на резьбовой части направляющего стержня 10 и вмонтирована фторопластовая прокладка 15. Снизу втулка 12 также на направляющем стержне 10 ограничена регулирующей гайкой 16 с контрогайкой 17, и также вмонтирована фторопластовая прокладка 18, таким образом, трущиеся торцевые поверхности сверху и снизу втулки 10 между фторопластовыми прокладками 15 и 18 имеют конструктивно минимальное сопротивление, и улучшение вращения, и износостойкости трущуюся поверхность на направляющем стержне 10, что снизит энергетические затраты.The proposed sprinkler nozzle includes: a housing 1, inside which 1 is a movable insert-nozzle 2 and a replaceable Laval spray nozzle 3. The movable insert-nozzle 2 has radial openings 4, coinciding with the radial openings 5 of the housing 1. A profiled nut 6 is screwed directly onto the housing 1, to which a U-shaped bracket is attached, consisting of a vertical side bar 7 and a horizontal flat plate 8. The middle part of the plate 8 has a longitudinal slot 9 (cutout). In the longitudinal slot 9 of the flat plate 8, the guide rod 10 is fixed. The rod 10 contains a splitter in the form of a reactive impeller 11, equipped inside with a stainless sleeve 12 made of brass or bronze, which is limited from above by an adjusting nut 13 with a lock nut 14 on the threaded part of the guide rod 10 and a fluoroplastic gasket 15 is mounted. From below, the sleeve 12 is also limited on the guide rod 10 by an adjusting nut 16 with a lock nut 17, and a fluoroplastic gasket 18 is also mounted, thus, the rubbing end surfaces at the top and bottom of the sleeve 10 between the fluoroplastic gaskets 15 and 18 have a structurally minimal resistance, and improved rotation and wear resistance of the rubbing surface on the guide rod 10, which will reduce energy costs.

Рассекатель, выполненный в виде реактивной крыльчатки 11, выполнен из оцинкованной стали пучка лепестков - пластин 19 приваренных сбоку к втулке 10, пластины которой имеют наклонно-выпуклую поверхность, и частично своими концами перекрывают в горизонтальной плоскости друг друга, и концы их направлены в отсекаемую часть воды струи, выходящей из цилиндрической части вставки-сопла 2 с возможностью одновременного вращательного движения реактивной крыльчатки 11. Таким образом, узел вращения реактивной крыльчатки представляет собой втулку 12, закрепленной на направляющем стержне 10 с регулирующими сверху и снизу гайками 13 и 16 с контрогайками 14 и 17, с помещенными фторопластовыми прокладками 15 и 18, соответственно. Направляющий стержень 10, вставленный в прорезь 9 горизонтальной плоской пластины 8, и фиксируется сверху контрогайкой 20.The diffuser, made in the form of a jet impeller 11, is made of galvanized steel of a bundle of petals - plates 19 welded on the side to the bushing 10, the plates of which have an inclined-convex surface, and partially overlap each other in the horizontal plane with their ends, and their ends are directed into the cut-off part of the water jet coming out of the cylindrical part of the insert-nozzle 2 with the possibility of simultaneous rotational movement of the jet impeller 11. Thus, the rotation unit of the jet impeller is a bushing 12, fixed on the guide rod 10 with nuts 13 and 16 adjusting from above and below with lock nuts 14 and 17, with fluoroplastic gaskets 15 and 18 placed, respectively. The guide rod 10 is inserted into the slot 9 of the horizontal flat plate 8 and is fixed from above with a lock nut 20.

В горизонтальной и вертикальной плоскости под определенными углами пластины 19 крыльчатки 11 приварены сбоку жестко с наклонно-выпуклыми поверхностью каждой пластины, которые выполнены из оцинкованной стали материала пучка лепестков в виде пластин 19, так чтобы при ударе о конец пластин части воды от струи, выходящей из цилиндрической вставки-сопла 2, которая входной частью соединена с соплом Лаваля 3, а образующий кольцевой зазор связан с радиальными отверстиями 4 вставки-сопла 2, совпадающими с радиальными отверстиями 5 корпуса 1, вода, которая насыщается воздухом. Воздух заполняет образующийся со стенками кольцевой зазор, а выход струи воды из сопла Лаваля создает одинаковое разряжение в конце за счет эффекта эжекции. Подача воздуха может быть реализована конструктивно во все стороны круговой струй за счет, не менее трех, сквозных радиальных отверстий 4 и 5, соответственно. Таким образом, за счет сужения сопла Лаваля часть кинетической энергии струи потока переходит в потенциальную, повышая давление и не давая атмосферному воздуху проникнуть во внутрь полости сопла Лавала, затем водновоздушная смесь (водновоздушный поток) ударяет о концы пластин 19 реактивной крыльчатки 11, заставляет ее вращаться под действием силы удара отсеченной струи воды и образует центробежную силу.In the horizontal and vertical plane at certain angles, the plates 19 of the impeller 11 are welded rigidly on the side with the inclined-convex surface of each plate, which are made of galvanized steel of the material of the bundle of petals in the form of plates 19, so that when hitting the end of the plates, a part of the water from the jet coming out of the cylindrical insert-nozzle 2, which is connected with the inlet part to the Laval nozzle 3, and the forming annular gap is connected with the radial openings 4 of the insert-nozzle 2, coinciding with the radial openings 5 of the body 1, the water, which is saturated with air. Air fills the annular gap formed with the walls, and the exit of the water jet from the Laval nozzle creates the same vacuum at the end due to the ejection effect. Air supply can be implemented structurally in all directions of the circular jets due to at least three through radial openings 4 and 5, respectively. Thus, due to the narrowing of the Laval nozzle, part of the kinetic energy of the flow jet is converted into potential energy, increasing the pressure and preventing atmospheric air from penetrating into the cavity of the Laval nozzle, then the water-air mixture (water-air flow) hits the ends of the plates 19 of the jet impeller 11, causes it to rotate under the action of the impact force of the cut-off water jet and forms a centrifugal force.

По варианту выполнения, радиальные отверстия 5 в корпусе 1 в сечении могут иметь винтовые нарезки в которые ввинчиваются винт 21 на резьбе, на внешнем конце которых имеются головки 22 (гайки) под ключ, с возможностью закрытия поступления атмосферного воздуха в сторону радиальных отверстий 4 вставки-сопла 2, что меняет также гидравлические характеристика потока, а значит, различные кинетические энергии выбрасываемых струй, благодаря чему может меняться длина выбрасываемых отсеченных струй в целом.According to the embodiment, the radial openings 5 in the housing 1 in the cross-section can have screw threads into which a screw 21 is screwed on the thread, on the outer end of which there are heads 22 (nuts) for a key, with the possibility of closing the flow of atmospheric air towards the radial openings 4 of the insert-nozzle 2, which also changes the hydraulic characteristics of the flow, and therefore, the various kinetic energies of the ejected jets, due to which the length of the ejected cut-off jets as a whole can change.

Из теории по гидравлике известно, что при внезапном сужении (Справочник по гидравлическим расчетам. // Под редакцией П.Г. Киселева. М.: Энергия, 1972 г., стр. 54) в насадке за счет эжекции выходного конца сопла Лаваля 3, может достигать максимальной величины 0,75-0,80 от давления перед выходом струи в сторону цилиндрической вставки-сопла 2 (насадки).From the theory of hydraulics it is known that with a sudden narrowing (Handbook of hydraulic calculations. // Edited by P.G. Kiseleva. Moscow: Energy, 1972, p. 54) in the nozzle due to the ejection of the outlet end of the Laval nozzle 3, it can reach a maximum value of 0.75-0.80 of the pressure before the jet exits towards the cylindrical insert-nozzle 2 (nozzle).

Известно также, что дефлекторные насадки обеспечивают хорошее качество дождя, начиная с давления перед насадкой, равное 0,05 МПа.It is also known that deflector nozzles provide good rain quality starting from a pressure in front of the nozzle equal to 0.05 MPa.

Диаметр отверстия конической подвижной вставки-сопла 2 и место установки подвижной реактивной крыльчатки 11, закрепленной на подвешенном направляющем стержне 10 при разном изменении высоты (уставки), соответственно будет влиять на коэффициент равномерности полива (К_р), где указанная величина крыльчатки с указанными концами пластин, равна 0,3-0,5 диаметра подвижной вставки-сопла 2 и достигает наилучшего значения для К_р=0,75, при этом значение уменьшения радиуса действия насадка дождевального аппарата составит 0,70 по сравнению при отсутствии реактивной крыльчатки 11, т.е. с обеспечением соответствующих значений уменьшения радиуса действия, и как следствие, изменения коэффициента равномерности полива. При этом коэффициент равномерности полива К_р, который должен быть не менее 0,7-0,8. Поэтому при ветре более 5 м/с дождевание считается нецелесообразным.The diameter of the opening of the conical movable insert-nozzle 2 and the installation location of the movable reactive impeller 11 fixed on the suspended guide rod 10 at different changes in height (setpoint) will accordingly affect the irrigation uniformity coefficient (K _p ), where the specified value of the impeller with the specified ends of the plates is equal to 0.3-0.5 of the diameter of the movable insert-nozzle 2 and reaches the best value for K _p = 0.75, while the value of reducing the radius of action of the sprinkler nozzle will be 0.70 compared to the absence of the reactive impeller 11, i.e. with ensuring the corresponding values of reducing the radius of action, and, as a consequence, changing the irrigation uniformity coefficient. In this case, the irrigation uniformity coefficient K _p , which should be at least 0.7-0.8. Therefore, with a wind speed of more than 5 m/s, sprinkling is considered inappropriate.

Жесткий каркас пучка лепестков 11 защищен от внешних воздействий и механических повреждений, а также обеспечивает удобную установку и замену таких ее частей, а также подвижную вставку-сопла 2 с радиальными отверстиями 4, совпадающими при установке с радиальными отверстиями 5 корпуса 1, и внутри вставки-сопла 2 имеет место, сменное расширяющееся сопла Лаваля 3. С целью антикоррозионной защиты пучок лепестков 11 (пластин) оцинкован методом горячего цинкования, что придает им долговечность и высокую надежность.The rigid frame of the bundle of petals 11 is protected from external influences and mechanical damage, and also ensures convenient installation and replacement of such parts, as well as a movable insert-nozzle 2 with radial holes 4, coinciding during installation with radial holes 5 of the body 1, and inside the insert-nozzle 2 there is a replaceable expanding Laval nozzle 3. For the purpose of anti-corrosion protection, the bundle of petals 11 (plates) is galvanized by hot-dip galvanizing, which gives them durability and high reliability.

Следует отметить, что наилучшей высотой установки насадка дождевального аппарата считается 1,0 м от поверхности земли, так как при такой высоте, радиус полива достигает 6,0 м. Для практических целей внедрения установка аппарата применима в пределах 1,0…1.5 м от поверхности земли.It should be noted that the best height for installing a sprinkler nozzle is considered to be 1.0 m from the ground surface, since at this height, the irrigation radius reaches 6.0 m. For practical purposes of implementation, the installation of the device is applicable within 1.0 ... 1.5 m from the ground surface.

Итак, качество дождя характеризуется его интенсивностью, диаметром капель, равномерностью полива и силой удара о почву и растение.So, the quality of rain is characterized by its intensity, the diameter of the drops, the uniformity of watering and the force of impact on the soil and plant.

Работает насадка дождевального аппарата следующим образом. Поток воды, проходя через проточную часть, сменного насадка в сопло Леваля 3 сжимается, создавая разряжение за счет эффекта эжекции. Через совпадающие отверстия 4 и 5 вода насыщается воздухом. Подсос воздуха осуществляется стабильно. Водновоздушная струя, выходя из вставки-сопла 2, выполненным цилиндрической, образует общий водновоздушную струю, где достигает предельно высокой скорости, что обеспечивает максимально вращательное действие реактивной крыльчатки 11, и получение тонкой распыли струи, но достаточной скорости, затем распадаются в виде капель. При этом струя воды ударяется в сторону под нижнюю плоскость наклонно-выпуклой поверхности пучка конца лепестков, например, в виде пластин 19 из девяти штук в диаметре своем в виде из нержавеющего материала, т.е. самой реактивной крыльчатки, пластины которой жестко одними концами связаны с втулкой 12, закрепленной в нижней части направляющего стержня 10, заставляя вращаться крыльчатку, состоящую из пучка лепестков 11, и отсекает часть воды от струи и отбрасывает ее на площадь полива, превращая в мелкодисперсный дождь и соединяясь с основной струей, выходящей из вставки-сопла 2, внутри которой закреплено сменное сопло Лаваля 3, на выходе которого поток достигает достаточной скорости, чтобы «захватить» собой поступающий через радиальные и совпадающие отверстия 4 и 5, соответственно для его поступления в сторону расположения реактивной крыльчатки 11 с внедрением концов вращающегося пучка пластин в водно-воздушную струю, на величину 0,3-0,5 диаметра вставки-сопла 2.The sprinkler nozzle works as follows. The water flow, passing through the flow part, the replaceable nozzle in the Leval nozzle 3 is compressed, creating a vacuum due to the ejection effect. Through the coinciding holes 4 and 5, the water is saturated with air. Air suction is carried out stably. The water-air stream, leaving the insert-nozzle 2, made cylindrical, forms a common water-air stream, where it reaches an extremely high speed, which ensures the maximum rotational action of the jet impeller 11, and obtaining a thin spray of the stream, but sufficient speed, then disintegrate in the form of drops. In this case, the water stream hits the side under the lower plane of the obliquely convex surface of the bundle of the end of the petals, for example, in the form of plates 19 of nine pieces in diameter in the form of stainless material, i.e. the jet impeller itself, the plates of which are rigidly connected with one end to the sleeve 12, fixed in the lower part of the guide rod 10, causing the impeller, consisting of a bundle of petals 11, to rotate, and cuts off some of the water from the stream and throws it onto the irrigation area, turning it into fine rain and joining with the main stream coming out of the insert-nozzle 2, inside which a replaceable Laval nozzle 3 is fixed, at the outlet of which the flow reaches sufficient speed to “capture” the flow coming through the radial and coinciding openings 4 and 5, respectively, for its flow in the direction of the location of the jet impeller 11 with the introduction of the ends of the rotating bundle of plates into the water-air stream, by an amount of 0.3-0.5 of the diameter of the insert-nozzle 2.

Как отмечалось выше, насадка обеспечивает хорошее качество дождя при работе непосредственно крыльчатки, начиная с давления перед насадкой, равной 0,05 МПа.As noted above, the nozzle provides good rain quality when the impeller is operating directly, starting from a pressure in front of the nozzle equal to 0.05 MPa.

Учитывая, что истечение струи в сторону реактивной крыльчатки, затем в атмосферу, можно гарантировать, что проточная часть ее выполняется с внезапным сужением за счет применения сопла Лаваля с его расширением, то последнее закрепляют на расстоянии 0,5d (диаметр струи) от конца кромки выходного отверстия вставки-сопла 2, при этом форма кольца наружной полости сопла Лавала позволяет создавать полость, куда поступает атмосферный воздух через радиальные отверстия 4 и 5 с одинаковым разряжением за счет максимального эффекта эжекции в сужении сопло Лаваля, при этом, отверстия, которые составляют 0,2d, не менее трех на расстоянии 0,5d от конца расширяющего сопла Лаваля 3 до кромки выходного отверстия вставки-сопла 2. Таким образом, в сочетании с обеспечением движения водновоздушной струи в сторону реактивной крыльчатки (регулируемой), затем распадаются и продолжают движение в виде капли, при этом крыльчатка, соответственно, может совершать свое вращение.Considering that the jet outflow towards the jet impeller and then into the atmosphere, it can be guaranteed that its flow part is performed with a sudden narrowing due to the use of a Laval nozzle with its expansion, the latter is fixed at a distance of 0.5d (the jet diameter) from the end of the edge of the outlet opening of the insert-nozzle 2, while the shape of the ring of the outer cavity of the Laval nozzle makes it possible to create a cavity where atmospheric air enters through radial openings 4 and 5 with the same vacuum due to the maximum ejection effect in the narrowing of the Laval nozzle, while the openings, which make up 0.2d, are not less than three at a distance of 0.5d from the end of the expanding Laval nozzle 3 to the edge of the outlet opening of the insert-nozzle 2. Thus, in combination with ensuring the movement of the water-air jet towards the jet impeller (adjustable), then disintegrate and continue to move in the form of a drop, while the impeller, accordingly, can make your rotation.

Кроме того, отсекаемая часть воды, где дождевальные капли смешиваются с остальной воды струи, выходящей из вставки-сопла 2, а обтекаемая часть струи, способствует одновременно центробежную силу наклонно-выпуклой поверхности концов из пластин 19 (лопастей), благодаря их конструктивной особенности, каждой отталкивающей по кругу и находящаяся на величину 0,3-0,5 диаметра вставки-сопла в сторону от корпуса самой вставки-сопла 2, достигая равномерно полива и уменьшающего расстояния до 6,0 м.In addition, the cut-off part of the water, where the rain drops mix with the rest of the water of the jet coming out of the insert-nozzle 2, and the streamlined part of the jet, simultaneously contributes to the centrifugal force of the inclined-convex surface of the ends of the plates 19 (blades), due to their design feature, each repelling in a circle and located at a value of 0.3-0.5 of the diameter of the insert-nozzle to the side from the body of the insert-nozzle 2 itself, achieving uniform irrigation and reducing the distance to 6.0 m.

Теоретическое обоснование предложения.Theoretical justification of the proposal.

С учетом вращения реактивной крыльчатки, на концах пластин происходит чередование удара отсеченных части струи, от одного лепестка (пластины) и передачи к другому лепестку, что способствует их более мелкому раздроблению и, в целом, образования «туманного облака» в воздухе, в результате чего достигается коэффициент равномерности полива, К_р=0,75 по агротребованиям. Причем расход жидкости, проходящей через края лепестков (пластин) реактивной крыльчатки можно изменять путем положения направляющего стержня как в перемещении его в продольной прорези 9 (вырез в виде паза) в планке в виде плоской горизонтальной пластины 8, входящей в конструкцию П-образного кронштейна, так и вертикальной плоскости. Полая конусная конфигурация подвижной вставки-сопла с подсосом воздуха, также может работать на воде с различными растворенными удобрениями и с различными мелкими включениями, а также исключает забивание проходных отверстие сопла 2 и сопла Лаваля 3, что в конечном итоге повышает надежность эксплуатации.Taking into account the rotation of the jet impeller, at the ends of the plates there is an alternation of the impact of the cut off parts of the jet, from one petal (plate) and transfer to the other petal, which contributes to their finer fragmentation and, in general, the formation of a "foggy cloud" in the air, as a result of which the coefficient of uniformity of irrigation is achieved, K _p = 0.75 according to agricultural requirements. Moreover, the flow rate of liquid passing through the edges of the petals (plates) of the jet impeller can be changed by the position of the guide rod both in its movement in the longitudinal slot 9 (a cutout in the form of a groove) in the bar in the form of a flat horizontal plate 8, included in the design of the U-shaped bracket, and in the vertical plane. The hollow conical configuration of the movable nozzle insert with air suction can also operate on water with various dissolved fertilizers and with various small inclusions, and also eliminates clogging of the passage holes of nozzle 2 and Laval nozzle 3, which ultimately increases the reliability of operation.

Частота вращения реактивной крыльчатки (турбинки) может быть определена, как: N_t=60u/ПD, где u - окружная скорость концов лепестков крыльчатки, м/с; D - диаметр крыльчатки (турбинки) по концам наклонных лепестков, м. Окружная скорость концов лепестков крыльчатки u=K_oV, где К_о - коэффициент окружной скорости; V - скорость жидкости в струе, м/с; (ϕ - коэффициент скорости, который можно принять, равный 0,97; Н - напор перед аппаратом, м).The rotation frequency of the jet impeller (turbine) can be determined as: N _t = 60u/ПD, where u is the peripheral speed of the impeller petal tips, m/s; D is the impeller (turbine) diameter at the ends of the inclined petals, m. The peripheral speed of the impeller petal tips u = K _o V, where K _o is the peripheral speed coefficient; V is the speed of the liquid in the jet, m/s; (ϕ is the velocity coefficient, which can be taken as 0.97; H is the pressure before the apparatus, m).

Протяженность цилиндрической части вставки-сопла 2 равна четырем диаметрам струи. В соответствии с рекомендациями П.Г. Киселева «Справочник по гидравлическим расчетам. «Энергия», М., 1972, стр. 54, длину цилиндрической части насадка с соплом Лавала внутри, может быть принято ≥3d, при этом коэффициент расхода μ, скорости ϕ, сжатия струи на выходе из насадка е и сопротивления λ имеют значения в квадратичной области сопротивления. При этом величина потерянной энергии в цилиндрической части составит до 33% от напора.The length of the cylindrical part of the insert-nozzle 2 is equal to four diameters of the jet. In accordance with the recommendations of P.G. Kiselev "Handbook of hydraulic calculations. "Energy", M., 1972, p. 54, the length of the cylindrical part of the nozzle with a Laval nozzle inside can be taken ≥3d, while the coefficient of flow μ, velocity ϕ, compression of the jet at the outlet of the nozzle e and resistance λ have values in the quadratic resistance region. In this case, the amount of energy lost in the cylindrical part will be up to 33% of the pressure.

В насадке образуется разряжение за счет эффекта эжекции после сопла Лаваля, и в сжатом сечении сопла Лаваля оно может достигать 0,75-0,80 от напора воды перед вставкой-сопла.A vacuum is created in the nozzle due to the ejection effect after the Laval nozzle, and in the compressed section of the Laval nozzle it can reach 0.75-0.80 of the water pressure in front of the nozzle insert.

Размер радиальных отверстий принимается из расчета суммарной площади сечения радиальных отверстий (F_отв.), которая меньше разности площадей диаметров сопла (F_сп) и сжатого сечения струи (F_сж.); F_отв.<F_сп.-F_сж.The size of the radial holes is taken from the calculation of the total cross-sectional area of the radial holes (F _hole ), which is less than the difference between the areas of the nozzle diameters (F _nozzle ) and the compressed cross-section of the jet (F _comp. ); F _hole <F _nozzle -F _comp .

Обработка отверстий возможна режущим инструментом.The holes can be processed using cutting tools.

Расстояние отверстия в сужающее пространство между наружными стенками сопло Лаваля и внутренними стенками вставки-сопла, принято из условия максимального эффекта эжекции от попадания радиальных отверстий в кольцевую наружную полость между стенками.The distance of the hole in the constricting space between the outer walls of the Laval nozzle and the inner walls of the nozzle insert is taken from the condition of the maximum ejection effect from the entry of radial holes into the annular outer cavity between the walls.

Диаметр вставки-сопла принят (2,5…3,0)d_ст. За основу принята рекомендация Б.М. Лебедева «Дождевальные машины», М.: Машиностроение, 1977 г., стр. 24-27.The diameter of the insert-nozzle is taken to be (2.5…3.0)d _st . The recommendation of B.M. Lebedev “Irrigation machines”, Moscow: Mechanical Engineering, 1977, pp. 24-27, is taken as a basis.

Из теории струй дождевальных машин (Б.М. Лебедев. «Дождевальные машины», М.: Машиностроение, 1977 г., стр. 79) известно, что диаметр капли (d_к) определяется по следующей зависимости:From the theory of sprinkler jets (B.M. Lebedev. “Sprinkler Machines”, Moscow: Mashinostroenie, 1977, p. 79) it is known that the diameter of a drop (d _к ) is determined by the following relationship:

где α - коэффициент поверхностного натяжения капли;where α is the coefficient of surface tension of a drop;

ρ_возд. - плотность воздуха;ρ _air - air density;

С_х - аэродинамический коэффициент сопротивления воздуха;C _x - aerodynamic coefficient of air resistance;

V_max - максимальная скорость падения капли.V _max - maximum speed of droplet fall.

Анализируя уравнение, видим, что переменным может быть коэффициент поверхностного напряжения капли α, т.к. в капле появился воздух. Следовательно, при прочих равных параметрах размер капли будет меньше, удельный ее также будет меньше с помощью применения реактивной крыльчатки и уменьшит энергию воздействия их на почву.Analyzing the equation, we see that the coefficient of surface tension of the drop α can be variable, since air appeared in the drop. Therefore, with other equal parameters, the size of the drop will be smaller, its specific will also be smaller with the help of the use of a reactive impeller and will reduce the energy of their impact on the soil.

Давление, оказываемое каплей на землю, определяют ниже приведенной зависимостью: Р=2y⋅V_max/3q,The pressure exerted by a drop on the ground is determined by the following relationship: P=2y⋅V _max /3q,

где Р - давление, оказываемое каплей на почву; y - удельный вес капли; q - ускорение свободного падения.where P is the pressure exerted by the drop on the soil; y is the specific gravity of the drop; q is the acceleration of gravity.

Анализируя последнее уравнение, можно отметить, что капля, наполненная воздухом, будет иметь меньший удельный вес. Таким образом, можно получить мельче капли и уменьшить энергию воздействия их на почву за счет применения реактивной крыльчатки с вращающимися пучков пластин, смещенной в сторону на величину 0,3-0,5 диаметра вставки-сопла. Кроме того, следует отметить, что сопло Лаваля представляет собой трубу переменного сечения, состоящую из двух частей. Скорость воды, протекающей через нормально работающее сопло Лаваля, непрерывно увеличивается, в частности, в сужающей части она максимальная. Размеры этого сечения сопла устанавливаются расчетом, учитываются скорость и отношение давлений по его длине для данного расхода.Analyzing the last equation, it can be noted that a drop filled with air will have a lower specific gravity. Thus, it is possible to obtain smaller drops and reduce the energy of their impact on the soil by using a jet impeller with rotating bundles of plates, shifted to the side by 0.3-0.5 of the diameter of the insert-nozzle. In addition, it should be noted that the Laval nozzle is a pipe of variable cross-section, consisting of two parts. The speed of water flowing through a normally operating Laval nozzle continuously increases, in particular, in the narrowing part it is maximum. The dimensions of this section of the nozzle are established by calculation, the speed and the ratio of pressures along its length for a given flow rate are taken into account.

Основные детали могут быть изготовлены из оцинкованной стали, углеродистой стали, из латуни, меди, из полиэтилена высокой прочности.The main parts can be made of galvanized steel, carbon steel, brass, copper, high-strength polyethylene.

Оросительная вода поступает в виде мельчайших частичек, выбрасывается в приземный слой воздуха и под действием гравитационных сил в виде водяной пыли («тумана») оседает на листья, стебли растений и верхний слой почвы. Это увлажнение снимает стрессовое состояние с растений. Происходит медленное снижение температуры окружающей среды и растений. Каждое растение приспосабливается к изменяющейся температуре.Irrigation water comes in the form of tiny particles, is thrown into the ground layer of air and under the action of gravitational forces in the form of water dust ("fog") settles on the leaves, stems of plants and the upper soil layer. This moistening removes stress from plants. There is a slow decrease in the temperature of the environment and plants. Each plant adapts to the changing temperature.

Проведенный заявителями большой анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволяет установить, что заявителями не обнаружен аналог, характеризующийся признаками идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения.A comprehensive analysis of the state of the art conducted by the applicants, including a search of patent and scientific and technical sources of information and the identification of sources containing information on analogues of the claimed invention, allows us to establish that the applicants have not found an analogue characterized by features identical to all essential features of the claimed invention.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «новизна» по действующему законодательству.Consequently, the claimed invention meets the requirement of “novelty” under current legislation.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию «изобретательского уровня», заявители провели дополнительный патентный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от ближайшего аналога признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники и технологий, поскольку из уровня техники и технологий, определенных заявителем, не выявлено влияния предусматриваемых существенными признаками заявляемого изобретения преобразованной на достижение технического результата.In order to verify the compliance of the claimed invention with the requirement of "inventive step", the applicants conducted an additional patent search of known solutions in order to identify features that coincide with the distinctive features of the claimed invention from the closest analogue, the results of which show that the claimed invention does not follow clearly for a specialist from the known level of technology and technology, since from the level of technology and technology determined by the applicant, no influence of the essential features of the claimed invention, transformed, on the achievement of the technical result, was revealed.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «изобретательский уровень» по действующему законодательству.Consequently, the claimed invention meets the requirement of “inventive step” under current legislation.

Следует также отметить, что при подаче воды, водного раствора удобрений или суспензии ядохимикатов во внутреннюю полость вставки-сопла 2, затем в сопло Лаваля 3 с включающими радиальными отверстиями для поступления атмосферного воздуха, поток взаимодействует с реактивной крыльчаткой, которая имеет возможность перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях за счет продольной прорези 9 (вырез), пластины крыльчатки 11, которой выполнены с наклонно-выпуклыми поверхностями и приобретает поток с отсекаемыми струйками вращательное движение. При этом поток разрушается на отдельные водновоздушные струйки, которые взаимодействуют с концами пластин крыльчатки 11 и разбиваются в виде мелкодисперсных капель на листостебельную часть растений и на почву.It should also be noted that when water, an aqueous solution of fertilizers or a suspension of pesticides are supplied into the internal cavity of the insert-nozzle 2, then into the Laval nozzle 3 with the inclusion of radial openings for the supply of atmospheric air, the flow interacts with the jet impeller, which has the ability to move in the horizontal and vertical planes due to the longitudinal slot 9 (cutout), the plates of the impeller 11, which are made with inclined-convex surfaces and the flow with cut-off streams acquires a rotational motion. In this case, the flow is broken down into separate water-air streams, which interact with the ends of the plates of the impeller 11 and are broken up in the form of finely dispersed drops on the leafy part of the plants and on the soil.

Орошение мелкодисперсным насадком дождевального аппарата обеспечивает высокое качество полива и предотвращает разрушение структуры почвы, что повышает урожайность сельскохозяйственных культур.Irrigation with a fine-dispersed nozzle of a sprinkler ensures high quality irrigation and prevents destruction of the soil structure, which increases the yield of agricultural crops.

Обработка мелкодисперсным ядохимикатом позволяет полностью уничтожать болезнетворных микробов и вредителей, что также повышает урожайность. Кроме того, происходит внекорневая подкормка посевов мелкодисперсным раствором удобрений и значительно повышает урожайность сельскохозяйственных культур.Treatment with finely dispersed pesticides allows for the complete destruction of pathogenic microbes and pests, which also increases crop yields. In addition, foliar feeding of crops with a finely dispersed fertilizer solution significantly increases crop yields.

Все конструктивные параметры насадка дождевального аппарата взаимосвязаны между собой, в связи с этим их необходимо рассматривать в комплексе.All design parameters of the sprinkler nozzle are interconnected, and therefore they must be considered as a whole.

Теоретическая часть определения работы устройства подробно описана выше.The theoretical part of determining the operation of the device is described in detail above.

Наличие разбавленных удобрений и мелких наносов в оросительной воде не препятствует выполнению технологического процесса насадки - созданию водовоздушных капель заданных размеров и требуемой интенсивности дождя. Капля, наполненная воздухом, будет иметь меньший удельный вес. Таким образом, данная насадка позволит при прочих данных условиях (равном напоре и расходе) получить мельче капли и уменьшить энергию воздействия их на растения и почву. Техническое решение позволит упростить модульную конструкцию насадка, а также повысит ее надежность и долговечность, обеспечив при этом повышение урожайности и качества сельскохозяйственной продукции методом дождевания, а значит, положительно влияет на протекание биологических процессов в растениях.The presence of diluted fertilizers and fine sediments in irrigation water does not prevent the technological process of the nozzle from being carried out - the creation of water-air droplets of specified sizes and the required rain intensity. A drop filled with air will have a lower specific gravity. Thus, this nozzle will allow, under other given conditions (equal pressure and flow rate), to obtain smaller drops and reduce the energy of their impact on plants and soil. The technical solution will simplify the modular design of the nozzle, as well as increase its reliability and durability, while ensuring an increase in the yield and quality of agricultural products by sprinkling, and therefore, has a positive effect on the course of biological processes in plants.

Claims

1. A sprinkler nozzle comprising a housing with a through hole, a nozzle insert having a part in the form of a truncated cone with a larger diameter at the inlet and a smaller diameter at the outlet, passing into the cylindrical part of the nozzle, a diffuser and a bracket, characterized in that the housing of the sprinkler is provided with a movable nozzle insert with a longitudinal cylindrical channel, the inlet part of which is made with an internal thread into which a replaceable Laval nozzle is screwed, forming an annular gap with the walls of the nozzle insert, communicated with inlet air-conducting radial through holes, at least three, which are aligned with the through radial holes in the walls of the housing, respectively, and are installed in such a way that the air flow is introduced into the spray torch of the cylindrical part of the movable nozzle insert, directed towards the diffuser in the form of a jet impeller for supplying a directed gas-liquid stream of water, when wherein the reaction impeller is made with a stainless metal sleeve made of brass or bronze, located in the center of the reaction impeller with a guide rod coaxially installed in it, wherein the reaction impeller is made of galvanized steel and from a bundle of curved plates, fastened as a single piece with the metal sleeve, overlapping each other and made with an inclined-convex surface in the horizontal and vertical planes, the U-shaped bracket consists of a vertical side bar and a horizontal flat bar in the upper part, and the latter is made in the form of a flat plate with a longitudinal slot and with a guide rod installed in it at its upper end with the possibility of moving along the thread of the upper lock nut of the U-shaped bracket, and from below the guide rod is fixed with limit nuts and lock nuts, respectively, and on the threaded part of the guide rod the sleeve is provided with a fluoroplastic gasket at the top and bottom, wherein the bundle of curved plates impellers made of galvanized steel, when rotating and introducing their ends into the stream of the sprinkler nozzle, ensure an acceptable reduction in the value of their radius of action by an amount equal to 0.3-0.5 of the diameter of the cylindrical part of the insert-nozzle, which is made with a length of at least four diameters of the stream (d), and the radial openings are equal to 0.2d at a distance of 0.5d from the end of the expanding Laval nozzle with the outgoing stream of flow to the edge of the outlet opening of the insert-nozzle.

2. A nozzle according to item 1, characterized in that the guide rod is designed with the possibility of moving vertically and horizontally along a longitudinal slot made in the middle part of a flat horizontal plate to change the position and fasten the guide rod in it, and to introduce the ends of a bundle of curved plates made of galvanized steel into the stream of the sprinkler nozzle to reduce their radius of action.

3. The nozzle according to item 1, characterized in that the U-shaped bracket is made of carbon steel.

4. The nozzle according to item 1, characterized in that the nozzle of the cylindrical nozzle insert is made of brass, or copper, or high-strength polyethylene.

5. A nozzle according to item 1, characterized in that the radial openings of the body can be made with internal threads for connection by screwing solid threaded screws into them, the outer end of which is equipped with a rigid nut for a key to close the flow of atmospheric air into the cavity of the cylindrical insert-nozzle.